Grotemarkt beraad
Image default
Electronica en Computers

Het belang van PCB’s en PCB-ontwerp

Vroege radio-ontvangers die met kleppen werden gebouwd, hadden een metalen chassis voor de montage van de kleppen, wijzerplaten en schakelaars. De technici plaatsten alle andere elektronische componenten onder het chassis. Aangezien het totale aantal componenten zeer gering was, en zij alle voorzien waren van aansluitdraden, was het gemakkelijk ze te solderen terwijl zij aan klemmenborden hingen en ze onderling te verbinden met draden. Deze procedure werd echter een nachtmerrie toen de complexiteit van de schakelingen toenam en het aantal componenten toenam. Het gebruik van Printed Circuit Boards (PCB’s) is een oplossing voor dit probleem. Lees hier alles over PCB’s en over wat een PCB bedrijf doet. 

Het belang van PCB’s

Eminente PCB-fabrikanten maken PCB’s van dunne isolerende platen met een coating van metaal aan een of beide zijden. PCB’s bevatten bijna alle elektronische componenten die nodig zijn om een apparaat te laten functioneren. Fabricators etsen het metaal met zuur om elektrische paden te creëren tussen de verschillende componenten die assembleurs op de printplaat monteren. Het gebruik van een PCB biedt de elektronische industrie vele voordelen:

  • Compact ontwerp

  • Gemakkelijk te testen en te repareren

  • Minder montagefouten

  • Vermijden van kortsluitingen

  • Lage ruis en interferentie

  • Verbeterde herhaalbaarheid en betrouwbaarheid

PCB ontwerp

Aangezien een PCB alle componenten van een schakeling bevat, hangt het ontwerp af van de complexiteit van de schakeling. Als het circuit eenvoudig is, kan een enkele laag board voldoende zijn. Naarmate de complexiteit van de schakeling toeneemt, wordt aangeraden om voor een dubbellaagse printplaat te gaan, of om meer dan twee lagen te gebruiken, zoals in een meerlaagse printplaat. Met een multi-layered raad, kan de ontwerper de totale PCB oppervlakte klein houden. 

​​De processtroom toont vier belangrijke stappen in het ontwerpen van een PCB:

  • Vereisten verzamelen

  • Schematisch ontwerp

  • Plaatsing van componenten

  • Routing en output generatie

De betrouwbaarheid van PCB’s

Of een printplaat (PCB) nu in een wateranalysator, een ruimtevaartuig of in een vliegtuig zit, het is gemakkelijk om de kosten van een defect te meten – in termen van het aantal levens of het aantal verloren dollars. Voor deze situaties wordt ontwerpers aangeraden speciale aandacht te besteden aan de ontwerpkeuzes die zij maken. Dit komt omdat high-reliability engineering samengaat met goede ontwerppraktijken, vooral wanneer de PCB moet werken in een ruwe omgeving.

Kwaliteit vs. betrouwbaarheid van PCB’s

Naar alle waarschijnlijkheid heeft een geaccrediteerde faciliteit de printplaat vervaardigd, en de fabrikant had een werknemer belast met de taak ervoor te zorgen dat de printplaat in alle ontwerpaspecten aan de verwachtingen zal voldoen of deze zal overtreffen. Dit kan vlakheid, oppervlakte-afwerking, platingdikte, enzovoort omvatten. Aangezien dit allemaal meetbare grootheden zijn, kan gemakkelijk worden nagegaan of de printplaat aan de eisen voldoet, of niet.

Wanneer de klant de platen na levering heeft aanvaard, houdt de verantwoordelijkheid van de fabrikant voor de kwaliteit van de platen meestal op. Bij levering verwachten de klanten dat alle printplaten functioneren volgens hun ontwerp.

Betrouwbaarheid bestrijkt echter de gehele levenscyclus van het product, en is veel moeilijker te kwantificeren. Dit komt omdat verschillende factoren de betrouwbaarheid beïnvloeden, zoals de variabiliteit van het materiaal, de controle van het fabricageproces en het ontwerp van de printplaat. Bovendien, board defect data zullen variëren en zijn meestal onbekend.

Zelfs als de ontwerper alle best practices heeft gevolgd en de fabrikant alle processen vlekkeloos heeft uitgevoerd, vertonen geproduceerde PCB’s meestal kleine variaties als gevolg van materiaal variabiliteit. Aan deze variabiliteit, als men slechte procesbeheersing en of slechte ontwerpkeuzes toevoegt, kan de PCB latente defecten bevatten.

In tegenstelling tot kwaliteit, dat gemakkelijk te definiëren is – of een printplaat voldoet aan de specificaties, of niet – is het niet eenvoudig om betrouwbaarheid te definiëren, aangezien het moeilijk te voorspellen is of de PCB binnen een jaar, binnen vijf jaar, of na 10 jaar in zijn levensduur zal falen. Een kwalitatieve PCB service biedt een paar ontwerptips die de betrouwbaarheid van printplaten voor een groot deel zullen helpen verbeteren.

https://www.confed.eu/

Gerelateerde artikelen

Watchbandjes-shop.nl

Waarom kiezen steeds meer mensen voor het gebruiken van Bluetooth speakers in Nederland?

Welke 3d pen kun je het beste kiezen